[发明专利]树脂结合剂立方氮化硼砂轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮，特别是一种磨料层断面为U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法。

背景技术

专门用于各种汽油发动机、柴油发动机曲轴的拐颈磨削和曲轴轴头粗磨、精磨加工以及发动机气门粗磨、精磨加工，粗磨、精磨的精度和粗糙度要求高，一般需要采用外圆磨砂轮和端面磨砂轮加工。中国专利号ZL200510017830.6中公开一种新的立方氮化硼外圆磨砂轮及其制造方法，可有效解决空调、冰箱压缩机等高速钢部件的加工磨削问题，其解决的技术方案是，利用新兴起的立方氮化硼作磨面层，在砂轮基体中心开有安装孔，安装孔两头的砂轮基体上开有固定槽，砂轮基体下部有纵向的螺丝孔，砂轮基体竖向周边上经粘结层固装有立方氮化硼磨料层，其制造方法是依次为配混料、成型、干燥、烧结、测验、整形、粘结、硬化、加工、检验及包装。但以上工序只是陶瓷结合剂才用到，且该结构只能通过外圆磨砂轮对产品加工，应用范围狭窄。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种用途广泛、锋利性好、自锐性强的树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮的制备方法，其特征是选取体积百分比为12-40％的磨料立方氮化硼先用偶联剂湿润，再与Dialok939p树脂25-50％、氟盐助磨材料1-10％、固体润滑填料1-10％、导热系数高的粉末填料10-30％和氧化物填料1-8％混合搅拌均匀成粉料，再通过热压模具将粉料压制在砂轮基体外壁及上下端面外围上，以制成磨料层截面呈倒放U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮。

所述氟盐助磨材料为六氟合铝酸钠、KAlF4、KAl3F6、Na3 AlF3、KBF4或CaF2，固体润滑填料为石墨、六方氮化硼、二硫化钼或聚四氟乙烯，导热系数高的粉末填料粒度范围为1～10微米，为碳化硅，氧化物填料为氧化镁。

所述热压模具包括模套、下压环、下模芯，上压环和上模芯，砂轮基体通过螺杆、螺母锁紧在下模芯和上模芯之间，并同轴设置在模套内，与模套内壁之间间隙下方和上方分别设置下压环和上压环，下压环和上压环之间填充压制磨料层的粉料。

所述上模芯和下模芯与磨料层接触面部位设置有倒锥度(便于脱模)，上模芯顶面设置有凹槽，凹槽壁设置有沟环，下模芯底面设置有定位销钉孔和长方形槽，分别与工作台面的定位销钉和螺杆连接。

所述粉料由磨料立方氮化硼1200g，用适量偶联剂湿润后，加入Dialok939p树脂200g，六氟合铝酸钠50g，石墨45g，碳化硅360g和氧化镁30g混合搅拌均匀成总重量为1885g的粉料，并通过计算U形磨料层下底一侧的粉料需要投入的重量M1，再根据该配方粉料的松装密度ρ，计算该粉料松装体积，确定需要在下模芯下放置的垫块高度H，把U形下底一侧的粉料先投匀刮平；再轻轻放上铝基体和上模芯，锁紧螺母，投入U形磨料层余下部分的粉料，重量为M2，并摊匀刮平；然后，轻轻放上上压环，按Dialok939p树脂的热压工艺，先由低压后到高压把上模芯、上压环压至与模套持平；热压结束后，脱模时，先将模套脱除，松掉螺母，再轻轻提起上模芯，整个砂轮产品取出；最后，用磨床给砂轮U形磨料层开刃开出立方氮化硼的锋利度。碳化硅粒度范围为1～10微米，M1为710g，ρ为2.1g/cm3，H为5mm，M2为1175g。

树脂结合剂立方氮化硼砂轮，包括砂轮基体和磨料层，其结构特征是磨料层设置在砂轮基体外壁及上下端面外围上。磨料层截面呈倒放U形。所述砂轮基体呈圆盘状，与磨料层接触的面设置有固结用齿槽、燕尾槽、直槽或滚花纹，便于磨料层牢固固结在砂轮基体上。两端面中央部位突起，突起部位便于车床五爪抓盘抓牢以及起到加强砂轮刚性和方便砂轮安装在磨床上。

本发明的砂轮磨料层断面为U形的树脂结合剂立方氮化硼砂轮既可外圆磨，又可端面磨，三面都可以用，相当于以前的一个平行外圆磨砂轮和两个端面磨砂轮，一个砂轮抵以前的三个同规格砂轮，这样节省了砂轮基体和制作费用，降低了成本，提高了产品的价值。同时新配方中立方氮化硼镀镍增重30％-60％，以及用适量偶联剂湿润后，能大大地增加立方氮化硼与树脂结合剂的把持力，增加砂轮寿命和磨削比。氟盐助磨材料磨削钢材所需要的能量会大大地降低，从而使磨削钢的能力大大地提高，同时它会在磨削热作用下熔融，促使磨粒容易脱落，以防止砂轮的堵塞，保持砂轮的锋利性。使用导热系数高的粉末填料，可显著提高树脂结合剂砂轮本体的传热散热效果和使用寿命，此配方经对比与别的厂家同规格立方氮化硼砂轮相比，锋利度好，使用寿命提高一倍还多。

附图说明